新能源汽車安全性技術的發展

根據中國汽車工業協會最新的統計數據,2023年10月全國新能源汽車產銷分別完成98.9萬輛和95.6萬輛,同比分別增長29.2%和33.5%,市場占有率達到33.5%。今年前10個月,全國新能源汽車產銷分別達到735.2萬輛和728萬輛,同比分別增長33.9%和37.8%,市場占有率達到30.4%的歷史新高。此外,根據公安部統計,截至2023年9月底,全國新能源汽車保有量達到1821萬輛。經過十多年的努力,新能源汽車已經成為我國汽車產銷的重要組成部分,其重要性也在日益提升。

在這個日益增長的市場中,安全性一直是政府、企業、消費者所共同關注的核心問題。為了提升新能源汽車的安全性,需要通過完善法規與標準、提升技術與測試水平、強化生產質量與檢測、推動規范使用與售后服務水平提升等諸多方面共同努力。

通過完善相關法規與標準提升新能源汽車的安全性。國家層面在2020年出臺了由工業和信息化部組織制定, 由國家市場監督管理總局、國家標準化管理委員會批注發布的GB18384-2020《電動汽車安全要求》、GB38032-2020《電動客車安全要求》、和GB38031-2020《電動汽車用動力蓄電池要求》三項強制性國家標準。在2022年3月,工信部等五部門有發布了《關于進一步加強新能源汽車企業安全體系建設的指導意見》,從政策與標準層面提升新能源汽車安全水平,推動新能源汽車產業高質量發展。

通過提升技術與測試水平、強化生產質量與檢測來提高新能源汽車整車質量。企業方面,為滿足國家的“三項強標”,也為了樹立自身產品的品牌,各大新能源汽車制造企業都在積極探索更好的技術與產品,以提升自身產品的安全水平。2023年9月召開的首屆汽車新生態發展大會上,原國家質檢總局執法稽查司司長嚴馮敏表示“行車安全主要痛點是動力電池的質量安全”。新能源汽車的自燃事故主要來源于動力電池的熱失控。各大車廠與電池企業在優化電池單體、模組安全要求的同時,都重點強化了動力電池系統的熱安全、機械安全、電氣安全以及功能安全要求,并通過系統熱擴散、外部火燒、機械沖擊、模擬碰撞、濕熱循環、振動泡水、外部短路、過溫過充等試驗項目來確保動力電池在設計、生產、安裝過程中的質量與可靠性。在電池技術領域,安全性更好的磷酸鐵鋰電池的份額在顯著上升;固態電池由于不使用易燃的電解液而具有更好的安全性,不少車企都計劃在未來2-3年推出搭載固態電池的車型;從電池包角度,當單個電芯熱失控以后,通過電池管理系統BMS迅速阻斷電芯之間失控的鏈式反應,避免整個電池包起火也是安全性設計的一個發展方向;此外,在電池模組與電池系統中,采用有效的隔熱材料以減緩熱失控的擴散等技術方案也有被采用。

通過推動規范使用與售后服務水平提升來降低新能源汽車安全性風險。對于動力電池,充電過程中和電池充滿后,是發生火災的高危階段。導致電池熱失控的主要原因包括制造過程中引入的電芯內缺陷(細微金屬碎屑引起的內部短路),或者電池長期使用后導致的電池老化,電芯內部產生了枝晶鋰刺穿膈膜引發電池內短路,在高電量狀態下就有可能引發起火。因此生產過程中采用品質優良的銅箔、膈膜、正負極材料有利于延緩電池的老化;使用過程中避免頻繁的快充和“過充”有利于電池處于健康狀態;在售后檢測中能夠及時發現潛在的電池風險,這都是避免動力電池安全事故的有效手段。

此外,由于新能源汽車的使用環境不可避免會發生振動沖擊、冷暖溫差沖擊、化學腐蝕等,三電系統和其他高壓系統之間的高壓線束與連接端口可能發生松動或連接不良,極端情況下可能引發電弧,存在引起自燃的風險。為了提升相應的安全性,針對新能源汽車線束高壓大電流的特點而專門開發的純銅導體線束和接插件端口可以提供更高的安全保障。

安全性是新能源汽車行業健康發展的必要條件,只有通過長期持續的標準優化、技術研發、質量提升、售后服務支持,才能不斷提升新能源汽車的安全性,并獲得市場的認可,進而推動節能減排目標的實現。